MTC E 514

MANUAL DE ENSAYO DE MATERIALES (EM 2000)
PESO ESPECIFICO APARENTE Y PESO UNITARIO DE MEZCLAS ASFALTICAS
COMPACTADAS EMPLEANDO ESPECÍMENES SATURADOS CON SUPERFICIE
SECA
MTC E 514 - 2000
Este Modo Operativo está basado en la Norma ASTM D 2726, el mismo que se ha adaptado al nivel de implementación y a las condiciones propias de nuestra realidad.
Cabe indicar que este Modo Operativo está sujeto a revisión y actualización continua.
Este Modo Operativo no propone los requisitos concernientes a seguridad. Es responsabilidad del Usuario establecer las cláusulas de seguridad y salubridad
correspondientes, y determinar además las obligaciones de su uso e interpretación
1. OBJETIVO
Determinación del peso específico aparente y del peso unitario de especímenes de mezclas asfálticas
compactadas,
debiendo
emplearse
únicamente
con
mezclas
asfálticas
compactadas
de
granulometría densa o que prácticamente no sean absorbentes.
2. RESUMEN DEL METODO
2.1 Se sumerge la muestra en un baño con agua a 25 ºC y se anota su peso bajo el agua. Se seca
rápidamente con un trapo húmedo y se pesa al aire. La diferencia entre los dos pesos se emplea para
medir el peso de un volumen igual de agua a 25 ºC. Con el fin de convertir el peso del agua al peso
de referencia de 25 ºC, si el pesaje se efectuó a temperatura diferente a ésta, en la Tabla 1 se dan los
factores de corrección correspondientes.
2.2 El método de ensayo proporciona una guía para la determinación del peso del espécimen secado
al horno o del peso completamente seco del mismo. El peso específico se calcula a partir de estos
pesos. El peso unitario se obtiene multiplicando el peso específico del espécimen por el peso unitario
del agua.
3. USO Y SIGNIFICADO
3.1 Este método es útil para calcular el porcentaje de vacíos de aire como se indica en la norma MTC
E 505-2000, así como para calcular la compactación y el peso unitario de mezclas Asfálticas densas
compactadas.
3.2 Como el peso específico es adimensional, es necesario convertirlo a peso unitario para los
cálculos que requieran unidades. Esta conversión se efectúa multiplicando el peso específico a una
temperatura dada, por el peso unitario del agua a la misma temperatura.
4. DEFINICION DE TERMINOS
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4.1 Peso específico. En la forma determinada mediante este método, es la relación del peso de un
volumen de materiales dado, a 25 ºC, con respecto al peso de un volumen igual de agua a la misma
temperatura.
Tabla 1
Peso especifico del agua y factores de conversión K para diferentes
Temperaturas
Temperatura (°C)
Peso especifico de agua
Factor de corrección K
10
0.999728
1.002661
11
0.999634
1.002567
12
0.999526
1.002458
13
0.999406
1.002338
14
0.999273
1.002204
15
0.999129
1.002060
16
0.998972
1.001903
17
0.998804
1.001734
18
0.998625
1.001555
19
0.998435
1.001364
20
0.998234
1.001162
21
0.998022
1.000950
22
0.997801
1.000728
23
0.997569
1.000495
24
0.997327
1.000253
25
0.997075
1.000000
26
0.996814
0.999738
27
0.996544
0.999467
28
0.996264
0.999187
29
0.995976
0.998898
30
0.995678
0.998599
4.2 Peso unitario. Como se determina mediante este método, es el peso de un volumen conocido del
material a 25 ºC.
5. APARATOS
5.1 Balanza, con capacidad adecuada y sensibilidad suficiente para que los pesos específicos
aparentes de los especímenes puedan calcularse al menos con tres cifras significativas. Deberá estar
provista de un dispositivo de suspensión adecuado que permita pesar el espécimen, cuando ésta
suspendido del centro del platillo de la balanza.
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Balanzas con sensibilidad de 0.1 g.
5.2 Baño con agua para inmersión del espécimen mientras se halle suspendido de la balanza,
provisto con un rebosadero para mantener el agua a un nivel constante.
6. TOMA DE MUESTRAS
Obténganse las muestras de acuerdo con el método MTC E501.
7. ESPECIMENES PARA ENSAYO
7.1 Los especímenes para ensayo pueden provenir de mezclas asfálticas compactadas en el
laboratorio o de pavimentos asfálticos construidos.
7.2 Tamaño de los especímenes. Se recomienda:
(1), que el diámetro de los especímenes cilíndricos moldeados o sacados de núcleos, o la longitud de
los lados de especímenes cortados con sierra, sean iguales al menos a cuatro veces el tamaño
máximo del agregado y (2), que el espesor de los especímenes sea al menos de una y media veces
el tamaño máximo del agregado.
7.3 La extracción de los especímenes tornados del pavimento construido deberá hacerse con taladro
sacanúcleos, sierra de diamante o de carburo de silicio, o mediante otros métodos apropiados.
7.4 Deberá tenerse cuidado de evitar distorsiones, pandeos o agrietamiento de los especímenes
durante y después de su remoción de los pavimentos o del molde. Los especímenes deberán
almacenarse en un sitio frío y seguro.
7.5 Los especímenes deberán estar libres de materiales extraños tales como los de las capas de
sello, o de liga, materiales de fundación, papeles u hojas.
7.6 Si se desea, los especímenes pueden separarse de las restantes capas de pavimento
aserrándolos o mediante otros métodos adecuados.
8. PROCEDIMIENTO
8.1
Para especímenes que contienen humedad:
Peso del espécimen en agua. Sumérjase el espécimen en un baño con agua a 25 ºC (77 ºF) de 3
a 5 minutos y pésese luego en el agua. Llámese a este peso C. Si la temperatura del espécimen
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difiere de la del baño en más de 2 ºC (3 ºF) el espécimen deberá sumergirse en el baño entre 10
y 15 minutos.
Mídase la temperatura del agua y si fuere diferente de 25 ± 1ºC (77 ± 1.8ºF) deberá hacérsele
una corrección al peso específico aparente de acuerdo con el numeral 10.2.
Peso en el aire del espécimen saturado con superficie seca. Séquese rápidamente la superficie
del espécimen con una toalla húmeda y pésese luego en el aire. Llámese B a este peso.
Peso del espécimen secado al horno. Séquese el espécimen hasta peso constante en un horno
aproximadamente a 110 ± 5 ºC (230 ± 9 ºF) (son generalmente suficientes entre 15 y 24 horas).
Déjese enfriar el espécimen y pésese en el aire. Desígnese este peso como A.
8.2
Para especímenes que contienen humedad y disolventes:
Peso del espécimen en agua. Sumérjase el espécimen en agua a 25 ºC (77 ºF) durante 3 a 5
minutos y pésese luego en agua. Desígnese este peso como C. Mídase la temperatura del agua y
si fuera diferente de 25 ± 1 ºC (77 ± 18 ºF) deberá hacérsele una corrección al peso específico
aparente con respecto a 25 ºC de acuerdo con el numeral 10.2.
Peso en el aire del espécimen saturado con superficie seca. Séquese rápidamente la superficie
del espécimen con una toalla húmeda y pésese luego en el aire. Llámese B este peso
Peso en el aire del espécimen completamente seco. Sométase inmediatamente el espécimen
saturado con superficie seca al procedimiento de la norma MTC E 512, para la determinación del
contenido de agua, empleando una porción representativa si el espécimen completo es aún
demasiado grande. Desígnese como A al peso B menos el peso del contenido de agua
determinado.
8.3
Para especímenes completamente secos:
Peso en el aire del espécimen seco. Pésese el espécimen después de que haya permanecido al
aire a temperatura ambiente, por lo menos durante 1 hora Llámese A a este peso.
Peso del espécimen en agua. Sumérjase el espécimen en un baño con agua a 25 ºC (77 ºF) entre
3 y 5 minutos y pésese luego en el agua. Desígnese a este peso como C.
Mídase la temperatura del agua y si fuera diferente de 25º ± 1 ºC (77 ± 1.8 ºF) deberá hacérsele
una corrección al peso específico aparente con respecto a 25 ºC de acuerdo con el numeral
10.2.
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Peso en el aire del espécimen saturado con superficie seca. Séquese rápidamente la superficie
del espécimen con una toalla húmeda y pésese luego en el aire. Llámese B a este peso.
9. CALCULOS
9.1 Calcúlese el peso especifico aparente del espécimen en la siguiente forma:
Peso especifico aparente
A
(B − C )
Donde:
A = Peso del espécimen seco en el aire, g.
B-C = Peso del volumen de agua correspondiente al volumen del espécimen a 25 ºC.
B = Peso en el aire del espécimen saturado con superficie seca, g.
C = Peso del espécimen en agua, g
9.2 El peso especifico aparente del espécimen a 25 ºC puede calcularse a partir del peso específico
aparente del espécimen medido a cualquier temperatura con la siguiente forma:
Peso específico aparente a 25 ºC = K x peso específico aparente determinado a otra temperatura
cualquiera, donde la constante K es determinada de acuerdo con la Tabla 1.
El cálculo es válido para la precisión del método de ensayo, si la temperatura del agua difiere de 25
ºC en menos de 3 ºC (5.4 ºF). Para una diferencia de temperatura mayor de 3 ºC (5.4 ºF), deberá
hacérsele una corrección al peso del agua desalojada, de acuerdo con la ecuación siguiente:
Corrección = DT x Ks x (B - C)
Donde:
AT = 25°C (temperatura del baño de agua).
Ks = 6 x 10 -5ml/ml/ ºC coeficiente promedio de la expansión térmica cúbica del
concreto asfáltico.
9.3 Calcúlese el peso unitario del espécimen así:
Peso unitario = Peso especifico aparente x 997.0
Donde:
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997.0 = Peso unitario del agua en kg/m 3 a 25 ºC (0.9970 g/cm 3 ).
10. INFORME
El informe deberá incluir lo siguiente:
Peso específico aparente a 25°C (expresado con 3 cifras diferentes).
Peso unitario a 25 ºC..( expresado con 4 cifras significativas)
Tipo de mezcla.
Tamaño del espécimen.
11. PRECISION
Dos determinaciones de la gravedad específica efectuadas apropiadamente por un mismo operador,
sobre la misma muestra, se considerarán sospechosas si difieren en más de 0.035 entre ellas.
12. REFERENCIAS NORMATIVAS
ASTM
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